RPL路由協(xié)議的研究與改進(jìn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具有通信功能的微型無線傳感器構(gòu)成，其在智能交通、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用前景。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)兩者互融，成為必然趨勢(shì)。隨著IPv4地址的耗盡，IPv6技術(shù)的出現(xiàn)正好以其豐富的地址資源，滿足了互聯(lián)網(wǎng)的需求。
　　為了解決6LoWPAN（IPv6over Low-power Wireless Personal Area Networks）網(wǎng)絡(luò)中的路由及組網(wǎng)問題，互聯(lián)網(wǎng)工

2、程任務(wù)組（IETF）成立了RoLL(Routing over Lossy and Low-power Networks)工作小組，首先評(píng)價(jià)了現(xiàn)有路由協(xié)議，如OSPF、OLSR、RIP、AODV等。隨后制定了低功耗有損IPv6路由協(xié)議，即RPL(IPv6Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks)。故本文主要對(duì)RPL路由協(xié)議的性能進(jìn)行仿真分析并在硬件上進(jìn)行組網(wǎng)驗(yàn)證，最終提出一種基于中

3、國(guó)剩余定理的RPL路由協(xié)議。
　　首先，論文通過Cooja仿真器，分別從能量消耗、分組投遞率、平均端到端時(shí)延、吞吐量等方面，對(duì)RPL路由協(xié)議中存在的兩種路由度量進(jìn)行仿真對(duì)比分析，分析表明以ETX(Expected Transmission Count)為路由度量的RPL路由協(xié)議的性能相對(duì)較好。
　　接著，把整個(gè)Contiki操作系統(tǒng)移植到硬件設(shè)備上。該設(shè)備主要以STM32f103為底板，STM32W108或CC2530為核心

4、芯片。本論文中，STM32W108芯片或CC2530芯片自帶無線射頻，該芯片的功能只充當(dāng)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。在硬件上，對(duì)以ETX為路由度量的RPL路由協(xié)議進(jìn)行，并對(duì)它的功能進(jìn)行測(cè)試與驗(yàn)證。
　　最后，根據(jù)RPL路由協(xié)議性能中存在的問題，提出一種基于中國(guó)剩余定理(Chinese Remainder Theorem，CRT)的RPL路由協(xié)議。對(duì)原始數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片，多條路徑并發(fā)傳輸，并在目的節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，分析表明提出的路由協(xié)議在分組投遞